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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Fetal heart rate estimation in phonocardiograms using deep learning and digital signal processing
metadata.dc.creator: Moraes, Hugo Carvalho de
metadata.dc.contributor.advisor1: Colonna, Juan Gabriel
metadata.dc.description.resumo: O monitoramento da frequência cardíaca fetal por meio de fonocardiogramas permite a avaliação não invasiva da saúde fetal, apoiando a detecção precoce de potenciais complicações durante a gravidez. No entanto, a estimativa precisa da frequência é prejudicada por várias fontes de ruído, como sons cardíacos maternos e interferência ambiente. Este estudo propõe um modelo de regressão 1D-CNN leve para estimativa da frequência cardíaca fetal, aproveitando os coeficientes MFCC e Delta-MFCC extraídos de segmentos de áudio. Uma técnica de aumento de dados simples, mas eficaz, também foi empregada para mitigar a escassez de dados rotulados. Experimentos realizados no conjunto de dados SUFHSDB resultaram em um erro absoluto médio de 3,94±0,41 bpm. Os resultados sugerem que abordagens baseadas em aprendizado profundo, especialmente quando combinadas com aumento de dados, são alternativas promissoras para a estimativa da frequência cardíaca fetal, reduzindo potencialmente a dependência de pipelines tradicionais de processamento de sinais.
Abstract: Fetal heart rate monitoring through phonocardiograms enables non-invasive assessment of fetal health, supporting the early detection of potential complications during pregnancy. However, accurate frequency estimation is hindered by various noise sources, such as maternal heart sounds and ambient interference. This study proposes a lightweight 1D-CNN regression model for fetal heart rate estimation, leveraging MFCC and Delta-MFCC coefficients extracted from audio segments. A simple but effective data augmentation technique was also employed to mitigate the scarcity of labeled data. Experiments conducted on the SUFHSDB dataset yielded a mean absolute error of 3.94±0.41 bpm. The results suggest that deep learning-based approaches, especially when combined with data augmentation, are promising alternatives for fetal heart rate estimation, potentially reducing reliance on traditional signal-processing pipelines.
Keywords: Machine learning
Fonocardiograma
Frequência cardíaca fetal
Redes neurais convolucionais
metadata.dc.subject.cnpq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: CIENCIA DA COMPUTACAO: METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO: ENGENHARIA DE SOFTWARE
metadata.dc.language: eng
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher.department: ICOMP - Instituto de Computação
metadata.dc.publisher.course: Ciência da Computação - Bacharelado - Manaus
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/9915
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